اگر خورشید را درنظر نگیریم، مشتری به تنهایی بزرگتر از همه‌ی اجزای دیگر منظومه‌ی شمسی است. اما تا امروز ما چیزهای زیادی درباره‌ی مشتری نمی‌دانیم و اطلاع چندانی از دنیای زیر نوارهای ابری رنگارنگ آن نداریم. حال که کاوشگر جونو به سیاره‌ی غول‌پیکر رسیده است، قرار است آن را سی و هفت مرتبه در مدت 20 ماه دور بزند و در هر گردش، تصاویر و داده‌هایی را به زمین مخابره کند. این داده‌ها کمک می‌کنند بهتر بتوانیم درباره‌ی منشأ مشتری، نحوه‌ی شکل‌گیری آن و قمرهایش اظهار نظر کنیم.

رازهای مشتری:

تاکنون چندین فضاپیما از مشتری عبور کرده‌اند. اولین آن‌ها پایونیر۱۰ بودکه در سال ۱۹۷۳ در مسیر خود از کنار این سیاره عبور کرد. فضاپیمای گالیله (Galileo spacecraft) در سال ۱۹۹۵ برای نخستین بار در مداری به دور مشتری گردش کرد. گالیله یک کاوشگر مجزای ۳۰۰ کیلوگرمی را به داخل اتمسفر مشتری فرستاد. این کاوشگر توانست اطلاعاتی را به دست آورد که نشان می‌داد سیاره‌ی مشتری طوفان‌های سهمگین و بادهای شدیدی را تجربه می‌کند. در این مأموریت اطلاعاتی راجع به ترکیب شیمیایی اتمسفر مشتری نیز به دست آمد.

فضاپیمای گالیله هشت سال در حوالی مشتری مشغول جمع‌آوری داده بود. در این مدت این روبات نشان داد که حلقه‌های شفاف اطراف مشتری ناشی از ذرات گرد و غباری هستند که از قمرهای درونی‌تر و کوچک‌تر مشتری پراکنده می‌شوند. گالیله همچنین موفق شد دمای سطحی قمر یو را که فعالیت‌های آتشفشانی دارد اندازه‌گیری کند (۲۸۰۰ درجه) و شواهدی را به دست آورد که نشان می‌داد در زیر سطح یخی قمرهای اروپا، کالیستو و گانیمد آب مایع می‌تواند نهفته باشد. یو، کالیستو، گانیمد و اروپا چهار قمر بزرگ سیاره‌ی مشتری هستند.

برخلاف گالیله، جونو در مدار خود بیشتر از قطبین مشتری عبور کرده و داده‌هایی را درباره‌ی این نواحی تهیه می‌کند. این کاوشگر با نزدیکی تدریجی به سیاره‌ی مشتری، شدت امواج ریزموج، میدان گرانشی و میدان مغناطیسی را اندازه‌گیری می‌کند، تا محققان با استفاده از چنین اطلاعاتی بتوانند درباره‌ی اعماق مشتری فرضیه‌هایی ارائه دهند.

جستجو برای آب:

شاید جستجو برای یافتن آب در سیاره‌ی مشتری کاری عجیب به نظر برسد، اما این یکی از مهم‌ترین اهدافی است که دانشمندان در پروژه‌ی جونو روی آن متمرکز شده‌اند. استیون لوین (Steven Levin)، یکی از دانشمندان این پروژه می‌گوید: «می‌توان گفت موضوع یافتن آب برای ما در اولویت است.»

در مورد سیاره‌ی مریخ، محققان همواره در جستجوی آب هستند زیرا این سیاره شرایط نسبتاً مناسبی برای زندگی دارد و ممکن است با کشف آب در آن، بتوان حیات را به مریخ برد. اما درباره‌ی مشتری چنین نیست. زیرا این سیاره جاذبه‌ی شدید و تابش‌های مرگباری دارد. پس چرا محققان در جستجوی آب هستند. پاسخ این است که پژوهشگران در حقیقت در جستجوی «اکسیژن» هستند. در مشتری عناصر سنگین مانند نیتروژن و کربن دیده شده‌اند. اما تاکنون اکسیژنی در مشتری یافت نشده و این برای محققان یک معما است. آن‌ها احتمال می‌دهند که اتم‌های اکسیژن در ترکیب با دو اتم هیدروژن در مشتری یافت شوند که این همان مولکول آب است.

اندازه‌گیری میزان تابش ریزموج‌ها می‌تواند علاوه بر فاش کردن دمای درونی مشتری، اطلاعاتی از وجود آب را هم بدهد، زیرا مولکول‌های آب ریزموج‌ها را جذب می‌کنند. اگر در مشتری آب فراوانی یافت شود، این احتمال وجود دارد که مشتری در فاصله‌ای بسیار دور از خورشید، در نواحی یخی منظومه‌ی شمسی تشکیل شده و سپس به مرور زمان به مدار فعلی خود مهاجرت کرده است. چرا سیاره‌ی مشتری تا این حد حاوی عناصر سنگین است؟ این موضوع خود یک معما است. یکی از فرضیات مطرح شده این است که عناصر سنگین با دنباله‌دارها به مشتری برخورد کرده و مشتری آن‌ها را جذب کرده است.

آیامشتری یک هسته‌ی سنگی در مرکز خود دارد؟

اندازه‌گیری میدان گرانشی مشتری، نحوه‌ی توزیع جرم را در آن به ما نشان می‌دهد. اگر واقعاً یک هسته‌ی سنگی وجود داشته باشد، دانشمندان علوم سیاره‌ای می‌بایست توضیح دهند که در شرایط اولیه‌ی منظومه‌ی شمسی اجرام سنگی چگونه شکل گرفته‌اند. اما اگر هسته‌ی سنگی در کار نباشد، در این صورت معلوم می‌شود که مشتری هم مانند خورشید از چرخش و تراکم یک توده‌ی گازی ایجاد شده است.

اسرار هیدروژن فلزی:

تقریباً تمام مشتری از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. هیدروژن و هلیوم ساده‌ترین و فراوان‌ترین عناصر عالم هستند. اگر این دو عنصر را به اندازه‌ی کافی سرد کنیم و یا فشار وارد بر آن‌ها را به میزان کافی زیاد کنیم، از حالت گاز به حات مایع تغییر فاز می‌دهند. تصور می‌شود که در درون مشتری این روند ادامه دارد و منجر می‌شود که هیدروژن از فاز مایع به فاز جامد تبدیل شود. هیدروژن جامد را هیدروژن فلزی می‌نامند.

دانشمندان در روی زمین هنوز موفق نشدند هیدروژن فلزی تولید کنند. در آزمایشگاه‌های مجهز، محققان اتم‌های هیدروژن را در میان دو کریستال الماس تحت فشار چند ده میلیون پوند بر اینچ قرار دادند اما همچنان نتوانستند هیدروژن فلزی ایجاد کنند. به نظر می‌رسد فشار داخل مشتری به چند صد میلیون پوند بر اینچ برسد. ممکن است جریان‌های هیدروژن فلزی در داخل مشتری میدان مغناطیسی ایجاد کنند. دانشمندان با بررسی دقیق میدان مغناطیسی مشتری می‌توانند به خواص این ماده‌ی دست نیافتنی پی ببرند.

سفر به مشتری (۲)

منبع:

NASA - Juno mission

اولین تصاویر درون‌مداری جونو از مشتری

منابع مفید:

مشتری، غول منظومه‌ی شمسی 

قمرها و حلقه‌های مشتری 

جریان‌های آمونیاکی زیر ابرهای مشتری

دنیای اقیانوسی ماه‌های غول‌های گازی

فرسنگ‌ها زیر اقیانوس‌های ماه‌های غول‌های گازی

Big Auroras on Jupiter (NASA - science news)

Space.com

What to expect from JunoCam at Jupiter

Juno Mission

Juno - WIKI

Galileo (Space.com)